2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
其中，10月19日海上風電發(fā)展論壇隆重召開。上海電氣風電集團股份有限公司葉片卓越能力中心主任王國軍出席會議并演講。
以下為發(fā)言全文：
王國軍：
各位領導、各位專家、各位同仁，大家上午好！我是王國軍，經(jīng)過十來年的發(fā)展，我們上海電氣風電開發(fā)了將近有幾十款葉片的開發(fā)并落地，從30多米一直到102米，基于這些經(jīng)驗，今天和大家分享一下海上超長柔性葉片開發(fā)及發(fā)展。在這個十年的末尾，國家海上風電新增裝機預計45個GW，海上風電大有可為。
我們中國的海上風電用不到十年的時間走過了歐洲將近30年的歷程，歐洲也走出了中國海上風電的發(fā)展道路。歐洲的海上風電，海風風速大概在9米到12米，受臺風影響非常小。所以說他們的海上風機發(fā)展趨勢，一個風能直徑匹配多個，我們是在6.5米到11米之間，受臺風影響比較大，所以說現(xiàn)在我國海上風電機組的發(fā)展趨勢是一個產(chǎn)品平臺匹配多個風輪直徑，風輪直徑成為整機商產(chǎn)品競爭差異化競爭要素。在雙碳和平價背景下，今年海上裝機高峰，但是整機招投標并不是特別旺盛，最個一個招投標出來的價格比去年降低了有30%。我們可以說今年應該是海上平價的元年，葉輪直徑的大型化使得葉片成本是增加的，但是雙碳和平價的背景下是需要葉片低成本輕量化。所以說現(xiàn)在的形勢，葉片大型化發(fā)展和葉片低成本輕量化需求之間的形勢。
面對這個形勢，我們?yōu)榱吮M快實現(xiàn)雙碳目標的要求，我們需要對葉片開發(fā)工程中的平頸點進行梳理，找到焦點，對于超大型葉片的開發(fā)，我覺得不只是簡單的尺寸上面的增大。葉片大的尺寸效應，對于我們葉片開發(fā)來說，我們整個行業(yè)有認知盲區(qū)，我們需要對認知盲區(qū)的掃盲力度，來提升導致的葉片可靠性風險。
另外一個點對于低度電成本要求，我們需要升維，在整機系統(tǒng)優(yōu)化的角度來考慮葉片的輕量化和低成本。所以對于葉片行業(yè)發(fā)展面臨的種種挑戰(zhàn)，我們只有創(chuàng)新，創(chuàng)新才能使行業(yè)持續(xù)繁榮。葉輪直徑對整機的影響是息息相關的，所以說我們需要升維在整機系統(tǒng)角度對葉片氣動布局、載荷、整機的性能，部件的邊界等等進行綜合的優(yōu)化。同時采用數(shù)據(jù)化的工具，來提升整機的效率，考慮總群和迭代速度，快速推出平價的葉片和整機。
對于現(xiàn)在的葉型，這兩年在展會上可以看到，海上風機的尺寸基本上到一百米以上了，對于超大型葉片的尺寸，不只是單單的對于葉片的放大和增長，對于超長柔性葉片氣動彈性需要進一步了解，特別是在多長柔和下葉片的耦合效應以及葉片的大變形和局部的小應變，對葉片的影響變得不可忽略。同時葉片的鋼度，對于扭轉的影響也越來越大，所以我們在葉片的設計過程中必須要考慮葉片的動態(tài)特性。葉片的開發(fā)，我們不得不提到異形的開發(fā)，以前小葉片開發(fā)過程中使用的異形是成熟的國外流傳進來的，它的馬赫數(shù)是小于0.5，不可壓縮的。但是超大型葉片開發(fā)過程中，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的雷諾數(shù)已經(jīng)超過六百萬，馬赫數(shù)已經(jīng)接近到0.3。所以說對于超大型葉片氣動的異形要求以及現(xiàn)在大家有好多廠家應用的小葉型低雷諾數(shù)不可壓縮，考慮高雷諾數(shù)可壓縮性等等，來保證粗糙度、敏感性，滿足葉片的開發(fā)。
同時現(xiàn)在葉片的驅動之一是凈空，在整機參數(shù)這一塊，還有一個是葉片的鋼度，葉片的鋼度與葉片的外形息息相關。對于葉片的材料占葉片售價大概70%到80%，所以說我們對于在葉片設計的時候，對于葉片的選材需要基于成本優(yōu)化物料的選擇。葉片的主材里面單位模量成本是非常關鍵的指標，我們對最近使用這些組材做了一個材料單位模量成本的比對。另外在葉片的制造成本在葉片售價成本的20%左右，所以我們在葉片的開發(fā)過程中要面向制造，面向提出降本。所以模塊化和標準化的設計可以提升制造效率，同時生產(chǎn)制造過程中，我們采用數(shù)字化和智能化的發(fā)展提升制造的可靠性，降低人為的誤差，也是我們未來葉片降低成本，提速降本很好的手段。
超大型葉片發(fā)展離不開產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)系統(tǒng)，產(chǎn)業(yè)鏈的整合和協(xié)同可以助力葉片的降本。舉一個例子，現(xiàn)在百米級的葉片，大家會想到使用碳纖維，碳纖維有一個重要應用場景是垃圾板材，垃圾板材在葉片廠配垃圾板材線，可以節(jié)省固定資產(chǎn)投資、人力資源，包括一些運輸成本。綜合下來，碳纖維物料應用可以降低至少10%以上，這也是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同一個很好的例子。
現(xiàn)在進入到百米以上級不得不用到碳纖維，但是碳纖維從去年下半年到現(xiàn)在不斷漲價。我記得去年下半年應該是一百塊出頭，現(xiàn)在已經(jīng)到了160左右，碳纖維的價格增長了50%。但是整個風電行業(yè)對碳纖維，對價格是非常敏感的，所以說這個碳纖維這樣一個漲價，導致我們未來百米以上級用不用產(chǎn)生一個迷?！，F(xiàn)在我們的葉片也在使用碳纖維，對于這一塊，我們發(fā)現(xiàn)碳纖維在風電應用過程中，特別是國產(chǎn)碳纖維規(guī)?；瘧眠^程中還是有很多問題。但是我們風電有我們風電特殊的要求，所以說我們葉片的設計過程中對碳纖維這個物料的使用包容性還是比較高的，所以說現(xiàn)在面對碳纖維行業(yè)自身的問題，比如說碳纖維的不穩(wěn)定性，批量的不穩(wěn)定性，這個是需要解決的。而我們風電行業(yè)剛好提供了這種契機，所以我希望碳纖維行業(yè)和我們風電能夠形成一個比較好的互動。比如說碳纖維的批量供應，風電行業(yè)的批量應用，達成一個良性循環(huán)創(chuàng)新才能使這個行業(yè)持續(xù)的繁榮，但是在我們整個葉片開發(fā)過程中還有很多很多的挑戰(zhàn)。但是這些挑戰(zhàn)，我這邊就不再一一說了，我們上海電氣風電葉片團隊也在不斷創(chuàng)新，不斷來推出自己的新產(chǎn)品。上個月自己推出了S102葉片成功下線，是眾多創(chuàng)新結果的結晶，謝謝大家！
（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）
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